曹丽杰

(上海工程技术大学 机械工程学院，上海 201600)

5A02铝合金CO2激光焊接头组织和力学性能分析

曹丽杰

(上海工程技术大学 机械工程学院，上海 201600)

对2mm厚的5A02铝合金进行CO2激光焊接试验研究。分析激光焊缝成形和接头微观组织形态，测定了接头上表面和焊缝厚度方向上的维氏硬度，并对接头进行横向和纵向拉伸试验，用扫描电镜观察分析拉伸断口形貌。结果表明，激光功率和焊接速度合理匹配能够获得成形良好、无缺陷的焊缝，焊缝中部为等轴细晶，熔合线附近是柱状晶组织。焊缝各区域硬度高于母材，焊缝中部厚度方向上硬度基本相同，焊缝的平均屈服强度是母材的1.78倍，平均抗拉强度是母材的1.51倍。母材横向拉伸断口韧窝较深，为延性断裂；焊缝纵向拉伸断口韧窝较浅，具有延性和脆性断裂两种特征。

铝合金；CO2激光焊接；组织；性能

0 前言

5A02铝合金为Al-Mg非热处理强化铝合金，有良好的成形加工性能，疲劳强度高、塑性和耐蚀性好，主要用于制造飞机油箱、船舶、车辆、压力容器等。在这些领域采用TIG焊，其功率密度为102～104W／cm2，较大的热输入往往导致焊接变形和焊接残余应力大，焊后需要矫形，焊接工艺过程复杂，不仅焊接效率低，还易形成未熔合、夹杂、气孔、结晶裂纹等缺陷。激光焊接功率密度可达107W／cm2，由于能量密度高、焊接灵活性好、焊接速度快、易于实现自动化等优点，被广泛用于航空航天、汽车、微电子等领域。激光焊接可以减小焊缝熔合区和热影响区宽度，焊接变形小，深宽比大，因此激光焊接效率高于TIG焊接。……